SE436701B - Anordning innefattande virvelfluidistor for uppdelning av en blandning av en vetskefas och en relativt tung, vanligen fast fas - Google Patents

Description

8302991 - 8 mäta belastningen på cirkulationspumpen, om sådan användes, om flödet är kontinuerligt och konstant, eller trycket i cirkulationsledningen som signal för en reglering av nyssnämnda slag. Nackdelen med avkänningsorgan av den beskrivna typen är, att de är dyrbara och känsliga för störningar. I de fall då man använder avkänning av belastning eller tryck för regleringen så riskerar man, att om flödet minskar t.ex. beroende på att ett munstyeke i rotorn har blockerats, så leder detta till att recirkulationen ökas, vilket i sin tur medför att rotorn fylls med tung fas och måste stannas för rengöring. Ändamålet med föreliggande uppfinning är att åstadkomma en anordning av det inledningsvis nämnda slaget, vilken är billig och driftssäker. Enligt uppfinningen utmärkes en sådan anordning av en virvelfluidistor, antrdnad att reglera flödet genom den nämnda avloppsledningen, varvid virvelfluidistorn är utformad att icke separera den inkommande tungfasfraktionen vidare, och är utformad enligt i och för sig känd virvelfluidistorteknik på ett sådant sätt, att flödet genom virvelfluidistorn ökar med ökande viskositet hos den nämnda fraktionen och vice versa, varvid i den nämnda ledningen för återföring av 'tungfasfraktionen upprätthålles ett visst övertryck, så att ett motsvarande flöde genom virvelfluidistorn uppkommer.

I en fördelaktig utföringsform av anordningen enligt uppfinningen är i ledningen för återföring till centrifugalseparatorn, sett i flödesriktningen efter avgreningen av den nämnda avloppsledningen, ett element anordnat att företrädesvis variabelt inställbart så påverka flödet, att ökande viskositet i flödet minskar detsamma och vice versa. Härigenom kan trycket i cirkulations- ledningen före avgreningen av den nämnda avloppsledningen påverkas och reglerområdet för en viss virvelfluidistor ökas.

Virvelfluidistorer undersöktes redan på 1920-talet och uppmärksammades på 1960- talet inom en teknologi, som på engelska kallas “fluidic” och på svenska “fluid1stik". Inom fluidistiken använder man från elektroniken välkända begrepp, såsom diod, triod etc. I anordningen enligt uppfinningen eftersträvar man en enkel, driftssäker funktion, och därför kommer 1 första hand virvelfluidistorer av diodtyp ifråga. 8502991 - 8 Virvelfluidistorns speciella egenskap att släppa igenom ett ökande flöde med ökande viskositet gäller givetvis med den begränsningen, att alltför hög viskositet medför att strömningsmotståndet till sist gör sig så mycket gällande, att flödet av den anledningen avtar och upphör.

Uppfinningen skall i det följande beskrivas närmare med hänvisning till de bifogade figurerna, av vilka figur l och 2 schematiskt visar tidigare kända anordningar,-som utgör utgångspunkten för uppfinningen; figur 3 schematiskt visar en anordning enligt uppfinningen; figur 4 schematiskt visar en virvelfluidistor av diodtyp; figur 5 visar ett längdsnitt genom en utföringsform av en virvelfluidistor för en anordning enligt uppfinningen; figur 6 visar en detalj av föremålet i figur 5, sedd uppifrån, och figur 7 visar sambandet mellan flöde (m3/h) och torrsubstanshalt (kg/m3) i en virvelfluidistor av diodtyp.

I figur 1, 2 och 3 betecknar 1 en centrifugalseparator med en rotor, försedd med permanenta periferiella öppningar, 2 är en cirkulationspump, 3 tillopps- ledning för inkommande blandning, 4 utloppsledning för från rotorn avgående tungfasfraktion, 5 en mellanbehållare för tungfasfraktion, 6 och 7 ledningar i cirkulationskretsen, 8 en avloppsledning för icke recirkulerad tungfas- fraktion, 9 en ledning för utgående klar vätska. I figur 1 betecknar 10 en viskosimeter och regulator, medan ll är en därav påverkad ventil. I figur 2 är 12 ett belastningsavkänningsdon, som avkänner belastningen på cirkulationspumpen 2 samt en regulator, vilken påverkar en ventil ll. Som nämnts utgör anordningen i figur 1 och 2 känd teknik.

I figur 3 betecknar 13 en virvelfluidistor av diodtyp och 14 ett element, varmed flödet varieras. Figur 4 visar ett exempel på en virvelfluidistor av diodtyp. hen innefattar en tangentiell inloppskanal 15, en virvelkammare 16 och en ntloppskanal 17, ledande från ett centralt utlopp 18, anordnat i virvelkammarens ena gavel l9. Den andra gaveln 20 är i den använda konstruktionen sluten.

I aso2991ëa Virvelfluidistorn i figur 5 består av ett cirkulärcylindriskt hus 21, försett med ett löstagbart lock 22. I husets 2l undre, fasta gavel 23 är anordnat ett inlopp 24 och ett centralt utlopp 25. Själva virvelfluidistorn bildas av en insats, bestående av en gavel 26, ett väggelement 27 samt det nämnda locket 22, vilket bildar en gavel. Insatsen är försedd med ett tangentiellt inlopp 28 och ett centralt utlopp 29. Insatsen tätar mot en stuts 30 i gaveln 23 medelst en tätningsring 31. Fördelen.med en utföringsform, sådan som i figur 5, är att insatsen kan dimensioneras inom mycket vida gränser, så att en anordning av det inledningsvis nämnda slaget kan användas inom ett mycket stort kapacitetsområde och vid tillämpningar med högst olika halter fast fas.

Figur 7 visar sambandet mellan flöde och torrsubstanshalt (dvs. halt tung fas) för en sådan virvelfluidistor. Det framgår, att inom ett visst torrsubstans- område flödet ökar vid tilltagande torrsubstanshalt. Givetvis finns det en övre gräns, då flödet upphör p.g.a. alltför hög torrsubstanshalt.

Virvelfluidistorn 13 måste givetvis alltid dimensioneras efter det önskade flödet och det tungfashaltområde det är fråga om, även med hänsyn tagen till sambandet mellan tungfashalt och viskositet för den aktuella blandningen, som skall separeras. Så som anordningen enligt uppfinningen är utformad, kan man enkelt byta virvelfluidistor eller delar av densamma allt efter behovet.

Det innebär emellertid en fördel, om anordningen även förses med ett element l4, särskilt om detta är så dimensionerat, att flödet genom detsamma förhåller sig laminärt, dvs. Reynolds tal är relativt lågt. Under dessa förhållanden kommer tryckfallet över elementet att, enbart vad avser flödets viskositet, i princip vara proportionellt mot densamma.

Vid turbulent flöde kommer tryckfallet över elementet enbart vad avser flödets viskositet att vara i väsentligt lägre grad beroende av densamma (r\Jvisk.exP', där exp. är ett tal av storleksordningen 0,2 - 0,3). Genom detta arrangemang kan en och samma virvelfluidistor användas inom ett relativt stort område, vad gäller flöden och halt tung fas i detsamma. 8302991-8 Anordningen fungerar således så, att en inkommande blandning av en vätska och en tung fas separeras 1 centrifugalseparatorn 1, och tungfasfraktionen avgår genom utloppsledningen 4, pumpas vidare av cirkulationspumpen 2 till ledningen 6, som delar sig i ledningarna 7 och 8. Allt efter flödets viskositet kommer flödet nu att fördela sig mellan ledningarna 7 och 8 så, att en väsentligen konstant viskositet upprätthålles i cirkulationskretsen l, 4, 5, 6, 7, 14, 1.

Därigenom åstadkommas förbättrade driftsförhållanden i centrifugalseparatorn även om den inkommande blandningen varierar vad avser halten tung fas.

Claims (2)

1. 8302991 " 8 Patentkrav l. Anordning för uppdelning av en inkommande blandning av en vätskefas och en relativt tung, vanligen fast fas 1 åtminstone en vätskefraktion och en på tung fas anrikad fraktion, dvs. tungfasfraktion, bestående av en cirkulations- krets innefattande en centrifugalseparator, vilkens rotor är försedd med åtminstone ett utlopp ut ur rotorn för tungfasfraktion, som har ansamlats i den radiellt sett yttre delen av rotorns separeringsrum, vidare innefattande en transportanordning såsom en cirkulationspump eller utskalningsanordning och en ledning för återföring till centrifugalseparatorn av åtminstone en andel av den från rotorns utlopp avgående tungfasfraktionen, samt en avloppsledning för icke återförd tungfasfraktion från den nämnda cirkulationskretsen, k ä n n e ~ t e c k n a d a v en virvelfluidistor (13), anordnad att reglera flödet genom den nämnda avloppsledningen (8), varvid virvelfluidistorn (13) är utformad att icke separera den inkommande tungfasfraktionen vidare, och är utformad enligt i och för sig känd virvelfluidistorteknik på ett sådant sätt, att flödet genom virvelfluidistorn (13) ökar med ökande viskositet hos den nämnda fraktionen och vice versa, varvid i den nämda ledningen (6) för återföring av tungfas- fraktionen upprätthålles ett visst övertryck, så att ett motsvarande flöde genom virvelfluidistorn (13) uppkommer.

2. Anordning enligt krav l, k ä n n e t e c k n a d a v att i ledningen (l) för återföring till centrifugalseparatorn (1), sett 1 flödesriktningen efter avgreningen av den nämnda avloppsledningen (8), ett element (14) är anordnat att företrädesvis variabelt inställbart så påverka flödet, att ökande viskositet i flödet minskar detsamma och vice Versa-